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时间:2017-12-08
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1、电气传动2014年第44卷第5期ELECTRICDRIVE2014Vo1.44No.5永磁同步电机弱磁运行控制策略研究张朝阳,冯晓云,许峻峰(1.西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;2.南车株洲电力机车研究所有限公司,湖南株洲412001)摘要:内埋式永磁同步电机(IPMSM)的弱磁运行受逆变器输出电压、电流以及电机本身可持续工作的电枢电流的制约,同时电机参数对其本身的弱磁能力也有影响。详细分析了这些影响因素,并且根据对这些因素的分析,结合电机数学模型和电压反馈调节策略建立IPMSM的弱磁控制策略,并用实验结果验证了算法的可行性。关键词:永磁同步电机;弱磁控制;电压调节
2、中图分类号:TM351文献标识码:AResearchontheControlStrategyofIPMSMfortheFluxWeakeningOperationZHANGZhao—yang,FENGXiao—yun,XUJun—feng(1.ElectricalEngineeringSchool,SouthwestJiaotongUnive~ity,Chengdu610031,Sichuan,China;2.uzhouInstituteCo.,,uzhou412001,Hunan,China)Abstract:Hux—weakeningoperationofIPMSMiscons
3、trainedbythemaximumavailableoutputvoltageandcurrentoftheinverterandthearmaturecurrentratingincontinuousoperation.AndtheparametersoftheIPMSMayealsofactorstoconstrainitsflux—weakeningregion.Ontheanalysisoftheseconstraints,aflux·weakeningcontrolstrategybasedonthemathematicalmodelofIPMSMandvoltage
4、regulationwasproposed.Andtheresultsofexperimentarepresentedtovalidatetheperformanceoftheproposedscheme.Keywords:interiorpermanentmagnetsynchronousmotor(IPMSM);flux—weakening;voltageregulation任何电机转速下最大转矩输出范围和最小电枢1引言电流为目标,提出了一种最优弱磁路径控制策内埋式永磁同步电机(IPMSM)由于其相对略,该方法对弱磁运行时的输出转矩有较好的可较强的弱磁运行能力,在牵引调速系统中
5、获得青控性,但其弱磁电流指令的计算同样需要精确的睐。但是,其固有的永磁体励磁的特性,使得转电机参数,而且用查表的方法来实现,不够灵活。子磁链不能直接调节,只能通过调节气隙磁链来本文详细分析了IPMSM的运行约束条件和达到弱磁的目的。弱磁控制原理,在此基础上论述了电机参数对其近20年来,国内外学者针对IPMSM弱磁运弱磁运行能力的影响,并结合电机数学模型和电行问题,进行了深入的研究。文献[1—2]中,论述压反馈调节,建立IPMSM弱磁控制策略,以获得了通过调整同步坐标系下的2个电流分量给定值更好的稳态和动态调节效果,最后通过实验来验来扩展调速范围的方法,并且提出了用前馈解耦证该算法的
6、有效性。补偿来改进性能,但其弱磁策略中削磁电流的大2IPMSM数学模型和电机运行约束小由电机数学模型计算,对电机参数和运行条件条件比较敏感。文献[33提出了基于电压调节器的弱磁控制策略,该方法不依赖于电机参数,但其动2.1IPMSM数学模型态调速性能需要提高。文献[4]中,作者以实现忽略铁损后,永磁同步电机在同步旋转d,q作者简介:张朝阳(1980一),男,博士研究生,Email:zhzhy一1@163.com40张朝阳,等:永磁同步电机弱磁运行控制策略研究电气传动2014年第44卷第5期坐标系下的稳态数学模型为位于电流约束圆与电压约束椭圆之内,这个区域是恒转矩区;当转速∞l<∞≤
7、co2时,轻载时,MTPA胁㈩曲线位于电流约束圆与电压约束椭圆之内,可以式中:Vd为d轴电机端电压;1,为g轴电机端电压;实现MTPA控制,重载时,MTPA曲线位于电压约f为d轴定子电流;f为g轴定子电流;L为d轴定束椭圆之外,需要弱磁运行,该区域称为部分弱磁区;当转速∞>CO2时,MTPA曲线完全位于电压子自感;£为g轴定子自感;R为定子电阻;为约束椭圆之外,无论负载大小,均需要弱磁运行,永磁体磁链;OJ为电角速度;P为微分算子。称之为弱磁区。IPMSM电磁转矩的表
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